Producción y caracterización de antígenos quiméricos de SARS-CoV-2 basados en la proteína de la cápside del virus del moteado clorótico del caupí

Abstract

La pandemia de COVID-19 ha puesto de relieve la necesidad de nuevas plataformas de vacunas para contar con soluciones expeditas contra los patógenos emergentes. En particular, algunos virus de plantas ofrecen diversas ventajas para desarrollar vacunas de subunidades, tales como: altas tasas de expresión en E. coli, el cual es un hospedero conveniente para la producción de biofármacos; alta inmunogenicidad y seguridad; así como ausencia de preinmunidad que podría interferir con la eficacia de la vacuna. El virus del moteado clorótico del caupí (CCMV) es un sistema modelo que se ha caracterizado ampliamente, con ventajas clave para su uso como portador de epítopes. En el presente estudio, se insertaron genéticamente tres epítopes relevantes de la proteína Spike del SARS-CoV-2 en la proteína de la cápside (CP) del CCMV y se expresaron en E. coli, lo que dio como resultado las quimeras CCMV1, CCMV2 y CCMV3. Las quimeras de CP recombinantes se purificaron a partir de los cuerpos de inclusión y se replegaron; para posteriormente evaluar su inmunogenicidad en ratones BALB/c. Las tres quimeras indujeron títulos altos de anticuerpos IgG dirigidos contra la proteína S recombinante. Este estudio sugiere que la CP de CCMV es un acarreador atractivo para el diseño de vacunas contra el SARS-CoV-2. Las VLPs ensambladas a partir de estas proteínas quiméricas podrían dar como resultado antígenos de alta eficacia para combatir al COVID-19.

The COVID-19 pandemic has highlighted the need for new vaccine platforms to rapidly develop solutions against emerging pathogens. In particular, some plant viruses offer several advantages for developing subunit vaccines, such as high expression rates in E. coli, high immunogenicity and safety, and absence of pre-immunity that could interfere with the vaccine's efficacy. Cowpea chlorotic mottle virus (CCMV) is a model system that has been extensively characterized, with key advantages for its use as an epitope carrier. In the present study, three relevant epitopes from the SARS-CoV-2 Spike protein were genetically inserted into the CCMV CP and expressed in E. coli cultures, resulting in the CCMV1, CCMV2, and CCMV3 chimeras. The recombinant CP mutants were purified from the formed inclusion bodies and refolded, and their immunogenicity as a subunit vaccine was assessed in BALB/c mice. The three mutants are immunogenic as they induce high IgG antibody titers that recognize the recombinant full-length S protein. This study supports the application of CCMV CP as an attractive carrier for the clinical evaluation of vaccine candidates against SARS-CoV-2. Furthermore, it suggests that VLPs assembled from these chimeric proteins could result in antigens with better immunogenicity.